超越時空的量子通信

《百科知識》上的文章，許多并不因時間的流逝而失去閱讀價值，現在看來，仍有新意和值得回味；《百科知識》上的文章，許多還被選作省、市、區、縣各種類型考試的閱讀材料，看得多了，閱讀理解和作文水平自會有提高。這便是“閱讀”欄目設立的初衷，希望能對讀者朋友有所幫助。

（選自《百科知識》2007年7B）

一種被稱為量子通信的新的通信方式初露端倪。它是一種不受通信雙方空間距離限制、不存在任何傳輸時延的真正意義上的實時通信，因此，它可望承擔起未來宇宙通信的使命。那么，什么是量子通信呢？

簡單地說，量子通信就是根據量子力學關于相互耦合的微觀粒子（如電子、光子等）之間存在的超光速關聯來實現信息的傳遞。量子力學指出，如果我們對相互耦合的一對粒子中的一個粒子進行測量，另一個粒子將會瞬時“感應”到這種影響，并發生相應的變化，而不管這兩個粒子間相隔多遠。上述這種微觀粒子間的超光速關聯和影響叫作“纏結”，它是一種具有交互作用的粒子之間通過“感應”而建立的神奇連接。這種連接是實現量子通信的主要依據。量子通信的優點很多，首先便是它的零時延，正是由于這個特性，它可望應用于未來的星際通信；其次是它可以不通過雙方之間的空間進行，這就避免了環境對通信的干擾；第三，是保密性強，因為信息載體可以只保存在收發信息的雙方，使與此項通信無關的第三者無法干擾和竊聽。此外，它還是一種環保型通信，不會產生電磁污染。

量子通信系統由量子態發生器、量子通道和量子測量裝置組成。按其所傳送的信息是經典還是量子而分為兩類。前者主要用于量子密鑰的傳輸，后者則可用于量子隱形傳態和量子糾纏的分發。隱形傳態是一種脫離實物的信息傳送，它的過程是光提取原物的所有信息，然后將這些信息傳送到接收地點，接收者再根據這些信息選取與構成原物相同的基本單元，制造出原物完美的復制品。但是，量子力學的不確定性原理不允許精確地提取原物的全部信息，這個復制品不可能是完美的。因此“隱形傳態”不過是一種幻想而已。

1993年，6位科學家提出了利用經典力學與量子力學相結合的方法來實現量子隱形傳態的方案：將某個粒子的未知量子態傳送到另一個地方，把另一個粒子制備到該量子態上，而原來的粒子仍留在原處。其基本思想是：將原物的信息分成經典信息和量子信息兩部分，它們分別經由經典通道和量子測量而獲得，量子信息是發送者在測量中未提取的其余信息；接收者在獲得這兩種信息后，就可以制備出原物量子態的完全復制品。

量子通信的最終實現，需要將量子技術、生物技術和通信技術緊密地結合起來。另外，通過對人腦意識過程的深入研究，還有可能使量子通信的速率大大提高。以至有一天，可以將生物芯片植入人的大腦，實現人腦間的量子通信。

閱讀回答：

1.下面各項中，對“量子通信”定義正確的一項是（ ）

A.量子通信是一種不受通信雙方空間距離限制，不存在任何傳輸時延的實時通信。

B.量子通信是根據量子力學關于相互耦合的微觀粒子之間存在超光速關聯來實現信息傳遞的通信方式。

C.量子通信是具有零時延，抗干擾，保密性強的環保型通信。

D.量子通信是由量子態發生器、量子通道和量子測量裝置組成的新型通信。

2.下面各項，不符合文意的一項是（ ）

A.纏結是指測量相互耦合的一對粒子中的一個粒子，另一個粒子將會瞬時“感應”，并發生相應變化的神奇連接。

B.經典信息主要用于量子密鑰的傳輸，量子信息可用于量子隱形傳態和量子糾纏的分發。

C.隱形傳態的過程是光提取原物的所有信息并傳送到接收地點，然后根據這些信息選取與構成原物相同的基本單元，制造出完美的復制品。

D.量子隱形傳態的新方案，在信息傳送過程中，傳送的僅僅是原物的量子態，而不是原物本身。

3.下面各項依據原文進行的推斷和想象，正確的一項是（ ）

A.量子通信因為具有零時延的優點，所以可用于星際通信。

B.只要利用經典力學與量子力學相結合的方法，就能最終實現量子通信。

C.接收者獲得經典信息與量子信息后，就可以制備出原物量子態的完全復制品。

D.通過對人腦意識過程的深入研究，使量子通信的速率大大提高，大腦植入生物芯片后，就可以實現人腦間的量子通信。

（本題為2015年廣東韶關中考考題）

【責任編輯】龐 云

參考答案：

1.B

2.C

3.Cendprint